二原子気体の等温膨張中、

二原子ガスの等温膨張中に、その体積は圧力 P1 = 0.5 MPa で V1 = 2 m^3 から p2 = 0.4 MPa まで変化し、その後ガスは元の体積まで等圧圧縮されました。 P-V 座標でプロセスのグラフを描き、その上でのガスの働きを示す必要があります。ガスが行う仕事とその内部エネルギーの変化を決定することも必要です。

この問題を解決するために、等温プロセスにボイル・マリオットの法則を使用します。

P1V1 = P2V2

ここで、P1 と V1 はガスの初期圧力と体積、P2 と V2 はガスの最終圧力と体積です。

まず、最終ボリューム V2 を見つけてみましょう。

V2 = (P1 * V1) / P2 = (0.5 MPa * 2 m^3) / 0.4 MPa = 2.5 m^3

次に、ゲイ・リュサックの法則に従って、等圧圧縮下の気体の仕事を求めます。

A = n * R * ΔT

ここで、n はガス物質の量、R は普遍ガス定数、ΔT はガス温度の変化です。

プロセスは等圧であるため、ガスの圧力は変化しませんが、体積は減少します。したがって、ΔT = 0 となり、ガスの仕事はゼロになります。

気体の内部エネルギーの変化を見つけるには、熱力学の第一法則を使用します。

ΔU = Q - A

ここで、Q はガスが受け取るか放出する熱量、A はガスが行う仕事です。

プロセスは等温であるため、ΔT = 0、したがって ΔU = 0 となります。これは、等温プロセス中のガスの内部エネルギーの変化は、ガスが受け取る熱量または放出する熱量のみに依存するためです。

したがって、P-V 座標のプロセス グラフは、点 (P1、V1) から点 (P2、V2) までの等温膨張プロセスを表示します。このプロセス中のガスの仕事はゼロであり、その内部エネルギーの変化はもゼロです。

デジタル製品の説明

タイトル：「二原子気体の等温膨張」

カテゴリー: 教育、科学

価格：50ルーブル

このデジタル製品は、二原子気体の等温膨張に関する詳細な物理問題を提示します。この問題では、ガスが行う仕事と、等温膨張とその後の元の体積への等圧圧縮のプロセス中に生じる内部エネルギーの変化を計算する必要があります。この問題は、物理学と熱力学を勉強する学生と教師を対象としています。

購入後は、解決に使用された条件、公式、法則、計算式の導出と答えの簡単な記録を含む、問題の詳細な解決策にアクセスできるようになります。ソリューションについてご質問がある場合は、いつでも製品の作成者にお問い合わせください。

このデジタル製品を購入して、物理学と熱力学の知識を深めましょう。

この製品は、二原子気体の等温膨張に関する詳細な物理問題を提示します。購入後は、次のような問題の詳細な解決策にアクセスできるようになります。

• 問題文: 初期体積 V1 = 2 m^3、圧力 P1 = 0.5 MPa の二原子ガスを最終圧力 p2 = 0.4 MPa まで等温膨張し、その後、初期体積まで等圧圧縮します。
• 使用される法則と公式: 等温過程のボイル・マリオットの法則、等圧過程のゲイ・リュサックの法則、熱力学の第一法則。
• 問題の解決策: ガスの最終体積を見つけ、P-V 座標でプロセスのグラフを描き、ガスによって行われた仕事とその内部エネルギーの変化を決定します。
• 答え: このプロセス中にガスが行う仕事はゼロであり、内部エネルギーの変化もゼロです。

この製品は、この分野の知識と理解を深めたい物理学および熱力学の学生および教師を対象としています。問題の解決についてご質問がある場合は、いつでも製品の作成者にお問い合わせください。

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この製品は物理的なアイテムではないため、従来の意味で説明することはできません。ただし、二原子気体の等温膨張を伴う問題についてはお手伝いできます。

問題の条件から、ガスの初期体積 V1 は 2 m^3、初期圧力 P1 は 0.5 MPa であることがわかります。ガスの等温膨張により、圧力は p2 = 0.4 MPa まで低下しました。次いで、ガスを等圧的に初期体積まで圧縮した。

この問題を解決するには、理想気体の状態方程式を使用できます。

pV = nRT、

ここで、p はガスの圧力、V はその体積、n はガス物質の量、R は普遍ガス定数、T はガスの絶対温度です。

等温プロセスにボイル・マリオットの法則を使用することもできます。

p1V1 = p2V2、

ここで、p1 と V1 はガスの初期圧力と体積、p2 と V2 はガスの最終圧力と体積です。

ボイル・マリオットの法則から、気体の最終体積を表すことができます。

V2 = (p1V1)/p2。

プロセスは等温であるため、ガスの温度は変化せず、ガスの仕事の方程式を使用できます。

A = nRT ln(V2/V1)、

ここで、ln は自然対数です。

等温プロセスにおける内部ガスエネルギーの変化は、次の式で表すことができます。

ΔU = 0、

ガス温度が一定に保たれるためです。

したがって、問題を解決するには、ボイル・マリオットの公式を使用してガス V2 の最終体積を計算し、次に等温プロセスの公式を使用してガス A の仕事を計算する必要があります。

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